Le attività del Servizio Geologico, Sismico e dei Suoli per la microzonazione sismica

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1 Sala A conferenze, Terza Torre - 19 aprile 2012 MICROZONAZIONE SISMICA UNO STRUMENTO CONSOLIDATO PER LA RIDUZIONE DEL RISCHIO L esperienza della Regione Emilia-Romagna Le attività del Servizio Geologico, Sismico e dei Suoli per la microzonazione sismica Luca Martelli Cos è la microzonazione sismica? E la suddivisione dettagliata del territorio in zone a diverso comportamento in caso di terremoto (risposta sismica locale); all interno di ogni zona la risposta sismica è ritenuta omogenea. Perché la microzonazione sismica? Alcuni tipi di terreni e particolari forme del paesaggio possono modificare il moto sismico aumentandone gli effetti e causando fenomeni di instabilità (effetti locali). Conoscere in anticipo dove il moto può essere amplificato e dove possono verificarsi fenomeni di instabilità in caso di terremoto è fondamentale per la prevenzione e mitigazione del rischio sismico. La risposta sismica locale è fortemente condizionata dalla geologia e dalla morfologia; la caratterizzazione geologica del territorio è quindi un elemento determinante.

2 Il SGSS ha iniziato a occuparsi di MS intorno alla metà degli anni 90, anche per testare la possibilità di applicazione dei numerosi dati disponibili, in particolare a supporto della pianificazione urbanistica. Il primo studio, svolto in collaborazione con lo studio di G. Viel e il CNR-IDPA di Milano (resp. A. Marcellini), è stato realizzato per il masterplan del Rubicone (comuni di Gatteo, Savignano sul Rubicone e S. Mauro Pascoli), Tale studio è stato pubblicato nel 1997 (Frassineti et al.) in occasione del convegno organizzato dalla RER e il CNR sulla geologia delle aree urbane. mappa del periodo proprio del deposito PSA s/psa b T=0,2s In occasione dello studio di MS dei comuni del Rubicone è stato realizzato anche il primo studio sul rischio di liquefazione lungo la costa romagnola (collaborazione con UniFI - DICEA, resp. T. Crespellani) sez. CTR mappa del rischio di liquefazione Crespellani et al., 1997

3 Adria tic sea Rischio liquefazione - carta delle unità litologiche e delle CPT (F. 256) primi anni 2000 Metodo di Robertson & Wride Lo studio è stato esteso a gran parte della costa riminese Attenzione: in alcune aree i dati erano insufficienti! Tali studi sono stati facilitati dalla disponibilità della CTR 1:5.000 su tutto il territorio, di una grande mole di dati geologici (carte e log stratigrafici), già parzialmente organizzati in una banca dati GIS. BD prima dell approvazione degli indirizzi regionali (2006)

4 Deposito alluvionale Scuola di Fiumana Profilo 2 Shear-Wave Velocity Profile from SeisOpt ReMi Software Analysis Vs Refraction Microtremor, V30 =320 m/s -5 Site Class 'C' Contestualmente il SGSS ha avviato una raccolta di dati e campagne di indagini per la caratterizzazione dei terreni in termini di Vs -10 substrato marino (Argille azzurre) Profondità (m) Velocità onde S (m/sec) Misano Adriatico, Sondaggio S2 Alcuni litotipi del substrato (es. Argille Azzurre plio-pleistoceniche) hanno Vs<< 800 m/s, alcuni depositi di copertura (es ghiaie alluvionali antiche) hanno Vs > m/s sabbie costiere Vp, Vs [m/s] Vs 2 Vp argille e limi alluvionali sabbie e ghiaie alluvionali Argille azzurre z [m] Altra tappa fondamentale per l evoluzione degli studi di MS in E-R è stata la collaborazione con la Provincia di Forlì-Cesena per il quadro conoscitivo del Piano Territoriale di Coordinamento Provinciale (2000). Per questo piano sono stati realizzati 2 studi pilota con finalità di indirizzo: - uno a scala di area vasta, lungo la fascia del margine appenninico-padano tra Forlì e Cesena, - uno a scala comunale, nel centro abitato di Predappio bassa. Tali studi sono stati realizzati ancora in collaborazione con il CNR-IDPA di Milano (coord.: A. Marcellini).

5 Studio a scala di area vasta Mappa della pericolosità sismica di base PGA in cm/s 2, T R = 474 anni, ζ = 5% Sedimenti alluvionali fini e grossolani Substrato di arenarie e argille plioceniche di origine marina 2 CH 230 CPT 8 DH Mappa finale in termini di intensità di Housner MS Predappio bassa Rete locale installata in aree significative di Predappio bassa (FC), in occasione della sequenza sismica del Faenza-Forlì di aprile-maggio Evento del 9/5/2000, Ml = 4.3 Distanza dall epicentro circa 30 km Componente NS

6 AMPLIFICAZIONI SA Carta di MS di Predappio bassa Z 0: riferimento Z 1: depositi alluvionali con spessori limitati (< 6 m) Z 2: terrazzi alluvionali più ntichi Z 3: spessori elevati dei sedimenti, frane quiescenti, alterazioni superficiali,... Studio per il PSC di Castelnovo ne Monti (2003) Classe Ac Spettri di risposta al sito per Castelnovo ne Monti Classe Bc B, C, E D E questo uno dei casi di studio che hanno evidenziato Vs << 800 m/s anche in unità del substrato antiche A Risultati: - mappe di livello 1; - analisi di RSL (liv. 3) in siti significativi; - profili stratigrafici soggetti ad amplificazione

7 Nel frattempo il SGSS ha avuto opportunità di partecipare a varie esperienze e confrontarsi con altri enti (Regioni, DPC, INGV, Università): 1998, rilievi geologici di alcune frazioni di Nocera Umbra (PG) per il progetto di MS speditiva della Regione Umbria, per le ricostruzioni a seguito del terremoto Umbria-Marche del 1997; 2003, rilievi geologici e mappe di livello 1 per la MS dei comuni di Casacalenda e S. Croce di Magliano (CB) per le ricostruzioni a seguito del terremoto del Molise del 31/10/2002; Cavola experiment ( ): collaborazione con INGV, Università di Cambridge (prof. Haines), Prov. MO, Comune di Toano (RE) e altri enti di ricerca per uno studio sperimentale di risposta sismica locale su un corpo di frana, tramite una densa rete locale (95 sismometri); i risultati sono pubblicati su Annals of Geophysics (Bordoni et al., 2007); ha inoltre promosso studi per la stima delle Vs da prove CPT (le prove in sito più comuni in territorio di pianura e della costa)convenzione con UniFI - DICEA, negli anni In occasione del terremoto del 26/1/2003, è stata installata una rete locale a S. Sofia e Bagno di Romagna (convenzione con CNR-IDPA) Il monitoraggio di questa rete ha permesso di riconoscere 3 tipi di sismicità che interessano l alta valle del Bidente: R1: terremoti lontani, generalmente profondi >10 km; R2: terremoti vicini, prof.<5 Km; localizzati nella stessa area dell evento 26/1/2003; R3: terremoti vicini, prof.<3 Km; localizzati in un area opposta rispetto ad R2.

8 Rapporti spettrali per i 3 tipi di terremoti stazioni di riferimento: CAS per CIM, SES, SPO e COL (solo per terremoti tipo R1) COL per ROA e SCU Marnoso-Arenacea Marnoso-Arenacea fq at fq fq; H< 5m at Nel 2004 la RER istituisce un gdl interdisciplinare (e interdirezionale), costituito da esperti di sismologia e geofisica, geologia regionale, geotecnica e ingegneria in aree sismiche, urbanisti, aspetti giuridici del territorio, rappresentanti dei Comuni (ANCI) e delle Province (UPI), per la redazione di indirizzi di MS basati sulle precedenti esperienze di MS e con le seguenti finalità: indirizzare la MS alla pianificazione territoriale e urbanistica contenere costi e tempi, affinché la MS sia realizzata in tutti i comuni e impiegata fino dalle prime fasi della pianificazione (PTCP e PSC) per la scelta delle aree e del tipo di interventi garantire attendibilità scientifica adeguarsi alle normative e alle raccomandazioni nazionali e internazionali uniformare le procedure di MS per ottenere prodotti comparabili a scala regionale orientare i professionisti lasciando spazi di autonomia e di responsabilità fornire uno strumento di riferimento ai funzionari con compiti di controllo

9 Durante la redazione degli indirizzi regionali MS per Progetto SISMA ( ): occasione di testare le procedure di livello 2 degli indirizzi regionali, in fase di stesura; confronto con analisi di esposizione e vulnerabilità urbana (a cura dei progettisti dei PSC) e proposta di stima di rischio sismico a scala di centro abitato Legenda Primo test delle procedure per l elaborazione di carte di livello 1 a scala provinciale secondo la direttiva regionale in approvazione (futura DAL 112/2007) Quadro conoscitivo PTCP Provincia di Rimini (2006) Frana attiva. Effetti attesi: amplificazione e instabilità dei versanti Detrito di versante, compresi gli accumuli di frana quiescente. Effetti attesi: amplificazione e instabilità dei versanti Alluvioni; suoli B, C, E. Effetti attesi: amplificazione Depositi costieri (sabbie e limi) con falda acquifera entro 15 m da p.c.; suoli S2, D. Effetti attesi: amplificazione e cedimenti per liquefazione o addensamenti Depositi marini (substrato) costituiti da peliti mediamente consistenti e sabbie poco cementate, Vs < 800 m/sec; suoli B, C. Effetti attesi: amplificazione Roccia affiorante o subaffiorante, Vs m/sec (bedrock), senza elementi topografici che possano determinare amplificazione; suolo A. Non sono attesi effetti di sito Versanti con acclività 15 Versante, cresta, cocuzzolo e dorsale allungata con acclività 30 e H 30 m. Effetti attesi: amplificazione Scarpata (pendii 45 ) con H 10 m. Effetti attesi: frane di crollo e amplificazione Cavità sepolte. Effetti attesi: modificazioni del moto sismico, crolli e cedimenti

10 Carta del tetto delle ghiaie e della base dei depositi alluvionali dei fiumi Marecchia e Conca Depositi affioranti Mare Adriatico Depositi sepolti Isobate del tetto del deposito Isobate della base del deposito alluvionale superiore (450 ka attuale) Isobate della base del deposito alluvionale inferiore ( ka) Finalità di questa mappa: fornire elementi utili ai professionisti per l identificazione del bedrock sismico Da quadro conoscitivo PTCP Provincia di Rimini In occasione del PTCP, la Prov. RN ha realizzato anche una campagna di prove in sito (CPT, SCPT, carotaggi continui + DH) per una copertura di dati il più possibile omogenea Dopo l approvazione degli indirizzi regionali, la RER ha partecipato attivamente, con propri rappresentanti in ogni gruppo di lavoro, anche alla redazione degli Indirizzi e criteri per la microzonazione sismica predisposti dal DPC e dal Tavolo tecnico delle Regioni e Province Autonome, approvati l 11/11/2008 dalla Conferenza delle Regioni e PA.

11 macroarea 4 La RER ha partecipato alla microzonazione sismica della conca aquilana, per la ricostruzione post-terremoto del 6/4/2009, coordinando le attività per la MS della Macroarea 4 (comuni di Poggio Picenze, Barisciano e S. Pio delle Camere) macroarea km I primi elaborati sono state le carte e le banche dati di livello 1 (indagini pregresse, geologico-tecnica, MOPS, sezioni geologiche); consegna: meno di 4 mesi dopo il terremoto e appena 2 mesi dopo l inizio dei lavori. La carta delle MOPS è stata realizzata essenzialmente sulla base del rilevamento geologico.

12 La carta finale di MS è stata realizzata tramite analisi di livello 3 da un gdl interdisciplinare costituito da geologi RER, geofisici, geotecnici, architetti e ingegneri di varie università italiane, del CNR e dell AGI. I risultati della MS sono stati poi confrontati con la distribuzione delle aree urbanizzate e con quelle di nuovi interventi (ricostruzione e possibili aree d espansione) al fine di valutare la compatibilità della previsioni con la pericolosità sismica.

13 Sala A conferenze, Terza Torre - 19 aprile 2012 MICROZONAZIONE SISMICA UNO STRUMENTO CONSOLIDATO PER LA RIDUZIONE DEL RISCHIO L esperienza della Regione Emilia-Romagna Grazie per l attenzione! l Luca Martelli